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《基于TCP_IP協(xié)議棧的嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)設(shè)計.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、2011年1月系統(tǒng)仿真技術(shù)Jan.,2011第7卷第1期SystemSimulationTechnologyVo.l7,No.1中圖分類號:TP336文獻標識碼:A基于TCP/IP協(xié)議棧的嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)設(shè)計王旭,王中杰(同濟大學電子與信息工程學院控制科學與工程系,上海201804)摘要:網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)(NCS)是指傳感器、執(zhí)行器以及控制器通過網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)通信的控制系統(tǒng),它不僅是1個控制系統(tǒng),還是1個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)中的各種復雜因素使得網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的設(shè)計非常復雜。為此,提出了1種基于TCP/IP協(xié)議棧的嵌入
2、式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu),并對其中的核心模塊網(wǎng)絡(luò)層進行了實現(xiàn)。在此基礎(chǔ)上,開發(fā)了遠程電機控制系統(tǒng)。開發(fā)實例表明,所提出的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)簡單、方便,即使開發(fā)人員不懂通信,也可以很容易地通過模塊化構(gòu)造實際網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。關(guān)鍵詞:網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng);TCP/IP協(xié)議棧;嵌入式DesignofEmbeddedNetworkedControlSystemBasedonTCP/IPProtocolWANGXu,WANGZhongjie(DepartmentofControlScienceandEngineering,Tongj
3、iUniversity,Shanghai201804,China)Abstract:Anetworkedcontrolsystem(NCS)isreferredtoacontrolsystem,inwhichthesensor,theactuatorandthecontrollercommunicatesthroughnetwork.NCSisnotonlyacontrolsystem,butalsoanetworksystem.Duetothediversefactorinnetwork,itissophistic
4、atedtodesignaNCS.AnarchitectureforembeddedNCSbasedonTCP/IPprotocolisfirstlyproposed,thenthekeymoduleinwhichthenetworklayerisrealized.Finally,ANCSformotorbasedonthearchitectureisdeveloped.Itdemonstratestha,ttheproposedarchitectureofNCSissimpleandconvenien.tAper
5、soncanconstructsaNCSeasily,evenhedoesnotunderstandwellcommunication.Keywords:networkedcontrolsystem;TCP/IPprotoco;lembeddedsystem所采用的網(wǎng)絡(luò)性能,包括傳輸率、介質(zhì)訪問協(xié)議、[1]1引言數(shù)據(jù)包長度等。如,Ethernet的延時特性是不確定性隨機延時,令牌型總線的延時特性是確定在網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中,控制器、傳感器和執(zhí)行性的有界延時。網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)不單單是1個完成器作為獨立的節(jié)點,通過網(wǎng)絡(luò)互相連接
6、。因不同數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ畔到y(tǒng),而且還是1個借助網(wǎng)絡(luò)完的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)具有不同的通信延時特性,因此成控制功能的自控系統(tǒng),它除了完成數(shù)據(jù)傳輸之從很大程度上來說,網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的性能依賴于外,往往還需要依靠所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)和指令,執(zhí)行基金項目:博士點基金資助項目(20070247075),國家自然科學基金資助項目(71071116),上海市基礎(chǔ)研究重點資助項目(10JC1415300),教育部重大資助項目(306023),青浦區(qū)-同濟大學科技合作資助項目(2009)王旭,等:基于TCP/IP協(xié)議棧的嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)設(shè)計55某些控
7、制、計算與操作功能,并由多個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點分控制網(wǎng)絡(luò)和信息網(wǎng)絡(luò),從而簡化了網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)。協(xié)調(diào)完成自控任務(wù),因此,網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的設(shè)計非常復雜,需要在應(yīng)用、用戶等高層協(xié)議與規(guī)范上滿足開放系統(tǒng)的要求,滿足互操作條件。近年來,隨著現(xiàn)場總線技術(shù)的廣泛應(yīng)用,工業(yè)界迫切需要1個統(tǒng)一的工業(yè)現(xiàn)場總線標準。然而由于現(xiàn)在的主流現(xiàn)場總線技術(shù)在其發(fā)展之初的不規(guī)范性,造成了現(xiàn)在國際上8種互不兼容的現(xiàn)場總線標準各行其道,通信協(xié)議的多樣性使得圖1基于TCP/IP協(xié)議棧的嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)不同總線產(chǎn)品之間不能直接互通互用。而以太Fig.1Arch
8、itectureforembeddednetworkedcontrol網(wǎng)及TCP/IP通信技術(shù)在IT行業(yè)獲得了很大的成systembasedonTCP/IP功,成為IT行業(yè)應(yīng)用中首選的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),并在圖1中,對于不同的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)應(yīng)用,嵌發(fā)展成為1種技術(shù)潮流。在所有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中,入式網(wǎng)絡(luò)接口可以是多種形式的。因此,上述體以太網(wǎng)(Ether
